中铁一局集团勘察设计分公司陕西西安710054
摘要：随着我国交通道路基础设施的发展，铁路、公路等基础设施跨越河道、沟渠等障碍物或水中施工越来越多，在实际现场施工过程中可采用埋设管涵、型钢搭设便桥或架设临时贝雷梁钢便桥等方式跨越障碍物。本文根据笔者所从事的临时结构设计工作，选某铁路工程跨越河道的贝雷梁钢便桥的设计要点进行阐述。
关键词：贝雷梁；钢便桥；设计；
1工程概况
某铁路工程位于山区地段，因地形限制，项目混凝土拌和站选址与主要交通干道间有一条宽约75m的河道，雨季时河水较大，非雨季河道基本干涸，雨季河道河水最大流速约5m/s，河床地质主要为砂卵石。为了12m³混凝土罐车及80t原材料运输半挂车出入拌和站和主干道之间，根据现场地质结构分析与水文数据，综合考虑工期、安全性及经济性，设计一条通道将拌和站与主干道连通。通道总宽度不小于9m，考虑双向车辆行驶并兼顾人行道进行设计。
2设计方案比选
2.1方案一：填筑便道、埋设管涵方案
采用外运土填筑河道埋设泄水管涵方案时，需填筑河道深约3.5m，宽度10m，填方量约2625m³，需要埋设38个直径2.0m预制混凝土管涵。
方案优点：费用低、施工简单。
方案缺点：泄洪能力差，雨季管涵泄洪不足会导致上游形成堰塞湖，安全性不高。
2.2方案二：型钢组合钢便桥
考虑到常用型钢的重复利用，钢便桥主纵梁最大采用单根长12m的热轧工字钢I40，考虑工字钢I40的整体稳定性与局部稳定性，主纵梁采用中间无间隙的密铺，主纵梁上铺设8mm厚桥面板，全桥整体孔跨布置为：7×10.7m。
方案优点：施工简单、钢便桥材料可重复利用
方案缺点：造价高、型钢用量大、后期剩余大量型钢，混凝土基础用量大。
2.3方案三：贝雷梁钢便桥
贝雷梁钢便桥总体设计桥跨为5×15m的双向单车道便桥。桥面净宽8.9m，左侧人行道0.45m+左侧行车道4.0m+右侧行车道4.0m+右侧人行道0.45m。钢便桥自上而下结构为：8mm压花钢板+I10纵梁（间距20cm）+I20横梁（位于贝雷梁节点处）+321型贝雷梁（间距90cm）+柱顶横梁双拼I40b+φ630×8mm钢管立柱+C30钢筋混凝土基础。钢便桥两侧采用普通钢管设置高度不低于1.2m的防护栏杆。
方案优点：用钢量少、施工简单，钢便桥材料重复利用率高，大跨度可减少支墩数量。
方案缺点：相比方案一和方案二，施工工序多。
3方案选用
3.1选择最优方案
通过方案一、方案二、方案三的安全及经济技术对比，结合施工现场实际及部分现有材料，确定采用方案三，方案三虽然需要采用部分贝雷梁，但从长远来看，比方案二采购大量工字钢更为经济。
3.2荷载取值
设计活载：80t原材料运输半挂车、12m³混凝土运输车队；
图1：荷载1-80t半挂车荷载（尺寸单位：m）
图2：荷载2-12m³混凝土运输车车队荷载（尺寸单位：m）
设计恒载：栈桥自重；
河水最高流速：按5m/s计算；
工况：按一辆80t原材料运输半挂车和12m³混凝土运输车队相向通行设计。
3.3建模计算
图3：栈桥上部结构整体模型
采用MidasCivil建立整体模型后模拟车辆行驶过程中动荷载进行计算，贝雷梁钢便桥的荷载传递为行车荷载→贝雷桥面板→桥面纵梁→桥面横梁→贝雷梁→柱顶横梁→钢管柱→基础。据行车荷载从上而下分别对桥面板、桥面纵梁、桥面横梁、贝雷梁、柱顶横梁、钢管桩、基础进行受力分析，并结合水流冲刷系数对贝雷梁抗倾覆性进行计算。
表1：主要构件计算结果汇总表
2.4设计成果小结
一般情况下，贝雷梁钢便桥的施工会消耗巨大的物资和人力，这就在很大程度上提高了贝雷梁钢便桥设计要求，同时也对贝雷梁钢便桥设计的合理性提出了新的要求。贝雷梁钢便桥设计方案的经济合理性主要反映在设计中减少用钢量，文中贝雷梁钢便桥设计计算结果显示各种材料强度均得到有效利用，通过选用贝雷梁钢便桥的最优化设计，使贝雷梁钢便桥的总体布置方案及各构件材料的组合最为经济合理。
另外，φ630-8立柱钢管后期可重复利用于其他大型支架等现场施工部位。其次，由于钢便桥主控荷载为行驶车辆的动荷载，为防止钢便桥在使用过程中贝雷梁上横梁与贝雷梁滑脱，贝雷梁与柱顶横梁滑脱，因此设计中采用U型螺栓将贝雷梁与上横梁连接，采用槽钢焊接的卡扣将贝雷梁固定于柱顶横梁上，从而保证钢便桥各构件可靠连接。
4、结束语
由于本文设计的钢便桥跨度大，桥面车辆荷载大，钢桥受雨季河水冲刷影响大，因此选择贝雷梁式钢便桥。本文设计的贝雷梁钢便桥已在郑万铁路项目正常使用两年多时间，实践证明，该便桥结构安全可靠，施工方便，并节约成本，取得了很好的社会效益和经济效益，可以为类似工程的便桥设计提供有益的参考。
参考文献：
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[2]李伟峰.贝雷梁钢便桥设计与施工要点［J］.城市建设理论研究，2013
[3]周斌.段妹.靳江河钢便桥设计及施工简介[J].黑龙江交通科技，2011